穩(wěn)定度的觀念

1、穩(wěn)定度的觀念:(文/張琬玉，圖片來(lái)源：Ahrens, C. D., 2000：Meteorology Today. Sixth Edition, Brooks/Cole )以一顆山頂上的大球?yàn)槔羰┝⒋笄蛲乱煌疲瑒t不需再施予額外的力球也會(huì)繼續(xù)往下滾，這就是不穩(wěn)定的情況；相反的，若將山谷下的大球往山上推，若是沒有持續(xù)施力，則球會(huì)往下滑回原點(diǎn)，這就是穩(wěn)定的情況。在大氣中，我們想像一個(gè)氣塊的移動(dòng)就像例子中的球一樣，並假設(shè)氣塊在移動(dòng)的過(guò)程中不與外界環(huán)境產(chǎn)生能量的交換（也就是絕熱的情況），當(dāng)未飽和氣塊受外力上升，上方環(huán)境壓力較低，使氣塊膨脹、溫度降低，此氣塊溫度隨著高度上升而降低的程度稱為乾絕熱遞

2、減率，為定值（每上升一千公尺，溫度下降十度）。當(dāng)空氣塊上升冷卻時(shí)，相對(duì)濕度增加，如果有凝結(jié)產(chǎn)生將釋放潛熱，則氣塊隨高度上升而降低溫度的程度將比乾絕熱的情況來(lái)的小，此溫度遞減率稱為濕絕熱遞減率，一般以平均值（每上升一千公尺，溫度下降六度）表示。 氣塊上升後溫度的變化與周圍環(huán)境相比較，若氣塊上升後的溫度仍比周圍環(huán)境高，則氣塊(溫度高、密度小、輕)將會(huì)繼續(xù)上升，這就是不穩(wěn)定的情況，若氣塊溫度比周圍環(huán)境低，則氣塊(溫度低、密度大、重)會(huì)掉回原來(lái)的位置，這就是穩(wěn)定的情況。有了以上溫度遞減率的觀念再與實(shí)際環(huán)境溫度遞減率比較，大氣可以分成以下幾種情況：絕對(duì)穩(wěn)定: (a)環(huán)境溫度遞減率（4/1000m）小於乾

3、絕熱遞減率（10/1000m），當(dāng)氣塊上升時(shí)溫度隨高度遞減的情形如圖右方所示。當(dāng)未飽和空氣塊上升至一千公尺高空，環(huán)境為26、氣塊為20，氣塊溫度比環(huán)境低，氣塊將掉回原位。在任一高度氣塊溫度皆比環(huán)境溫度低，且兩者差值隨高度增加。(b) 環(huán)境溫度遞減率（4/1000m）小於濕絕熱遞減率（6/1000m），當(dāng)飽和氣塊上升時(shí)，在任一高度氣塊溫度皆比環(huán)境溫度低。(a)(b)中，上升的空氣比環(huán)境冷且重，上升後會(huì)再下沈，故當(dāng)環(huán)境溫度遞減率（4/1000m）小於濕絕熱遞減率（6/1000m），是絕對(duì)穩(wěn)定的情況。絕對(duì)不穩(wěn)定 (a) 環(huán)境溫度遞減率（11/1000m）大於乾絕熱遞減率（10/1000m），當(dāng)未飽和氣塊上升時(shí)，在任一高度氣塊溫度皆比環(huán)境溫度高。 (b) 環(huán)境溫度遞減率（11/1000m）大於濕絕熱遞減率（6/1000m），當(dāng)飽和氣塊上升時(shí)，在任一高度氣塊溫度皆比環(huán)境溫度高。上升中的氣塊比環(huán)境暖且輕，上升後仍會(huì)持續(xù)上升，故當(dāng)環(huán)境溫度遞減率（11/1000m）大於乾絕熱遞減率（10/1000m），是絕對(duì)不穩(wěn)定的情況。條件不 當(dāng)環(huán)境溫度遞減率（7/1000）介於乾絕熱遞減率（10/1000）和濕絕熱遞減率（6/1000）之間，為條件不穩(wěn)定。若氣塊未飽和，將沿乾絕熱遞減率上升，上升過(guò)程中氣塊溫度比環(huán)境低，不會(huì)持續(xù)上升，